我正在尝试开发一种热电(基于珀尔帖瓷砖的)饮料冷却系统。理想情况下,如果热力学给我任何信心,我还希望有一种解决热啤酒问题的设备。
首先,我将从理论意义上详细说明我的思想流,然后我将要想到的是我的特定设置。
显然,如果将100 W,10%效率的Peltier瓷砖浸入298 K的一杯水中(也就是说,确切地包含10 mol),如果假定容器系统本质上是绝热的,则将温度降至274 K(大约35°F)需要:
然后,由于效率使标称“传热”功率为10 W:
因此,冷却大约需要30分钟才能将玻璃冷却下来,如果您认为一杯水与绝热行为没有紧密结合,则需要花费更多时间。
实际设置(如下图所示)
现在,显然这里要考虑四组值:
- 饮料本身的比热和导热率
- 假设饮料可以用熔融石英来表征,则可以很容易地估算出盛有饮料的玻璃容器的比热和导热率。
- 公认的输水流体的比热和导热率
- 6061铝制工作室的比热和导热率再次得到公认
我的问题是如何为每个步骤之间的转换建立系统模型并进行模型计算,因此,例如,求解方程式,以便知道如果使用给定的Peltier瓦特累积瓦数,它将降低系统温度在一定的时间内按给定的数量。
和以前一样,出于讨论的目的,我愿意承认该系统相对于外部环境是绝热的。也就是说,在冷却过程中不会从环境吸收热量。